МОДЕЛИРОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ ШЛАКОВОГО ГАРНИСАЖА НА СТЕНКЕ КРИСТАЛЛИЗАТОРА МНЛЗ

摘要

Процессы формирования гарнисажа и жидкой пленки между кристаллизатором и поверхностью заготовки оказывают влияние на показатели качества и стабильность непрерывной разливки стали. Известен ряд теоретических исследований, посвященных прогнозу толщины гарнисажа и пленки жидкого шлака. Однако в этих исследованиях не учитывается взаимное влияние процессов формирования гарнисажа и пленки, а также формирования толщины оболочки заготовки. В связи с этим в работе представлена разработанная авторами математическая модель взаимосвязанных тепловых процессов в системе слоев 《медная стенка кристаллизатора-гарнисаж-пленка жидкого шлака-корка слитка》. Модель позволяет прогнозировать динамику формирования толщины корки слитка, шлакового гарнисажа и слоя жидкого шлака по высоте кристаллизатора и длину участка жидкостного трения в кристаллизаторе в зависимости от скорости литья, температуры разливаемой стали и плавления шлака, толщины сляба и рабочего слоя медной стенки. Установлена адекватность модели объекту по таким параметрам, как температура поверхности заготовки, толщина корки, удельный тепловой поток в кристаллизаторе и температура рабочей стенки. Показан пример применения разработанной модели, в котором исследовано влияние скорости разливки на длину участка жидкостного трения в кристаллизаторе. Установлено, что при скоростях 0,8; 1,0 и 1,2 м/мин шлаковая прослойка сохраняется на протяжении 0,331; 0,415 и 0,498 м от мениска металла соответственно. При этом толщина гарнисажа достигает максимального значения 0,77 мм. Дальнейшее формирование заготовки происходит в условиях отсутствия смазки в кристаллизаторе. Указана возможность использования разработанной модели технологами при выборе химического состава шлакообразующей смеси, обеспечивающего требуемую длину участка жидкого шлака, и конструкторами при выборе профиля кристаллизатора с учетом толщины гарнисажа, а также в учебных целях.